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Modelo de los reactores de la tecnología HDHPLUS® como componentes de simulación interoperables

Modelo de los reactores de la tecnología HDHPLUS® como componentes de

simulación interoperables

Noviembre, 2010


Agenda

•PDVSA S.A, historia y desarrollo

•Motivación del proyecto

•CAPE OPEN

•Objetivos

•Beneficios

•Detalles de la implementación

•Resultados y discusión

•Conclusiones



Agenda



•CAPE OPEN

•Objetivos

•Beneficios



•Conclusiones


PDVSA S.A, historia y desarrollo

•PDVSA S.A es una corporación propiedad de la República Bolivariana de Venezuela, creada por el Estado venezolano en el año 1975.

•La Constitución aprobada mediante referéndum popular en diciembre de 1999, configura un nuevo marco jurídico donde el Estado recupera el control de sus recursos energéticos para el beneficio de la mayoría e implementa la política de plena soberanía petrolera.

•PDVSA es responsable, en Venezuela, del desarrollo de la industria de los hidrocarburos; así como también de planificar, coordinar, supervisar y controlar las actividades relacionadas con exploración, explotación, manufactura, refinación, transporte y venta de hidrocarburos y sus derivados.


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•CAPE OPEN

•Objetivos

•Beneficios



•Conclusiones


Motivación del proyecto (I)

•Un simulador de procesos es una herramienta de software que agrupa un conjunto de funcionalidades tales como, bases de datos de propiedades físicas, propiedades termodinámicas, métodos numéricos, operaciones unitarias y modelos de cinéticas químicas integradas de forma tal que la simulación de procesos sea una tarea fácil de llevar a cabo.

•La tecnología HDHPLUS® constituye un proyecto prioritario en los planes de PDVSA ya que será implementada en refinerías del país y con posibilidades de instalarse en el exterior.

•La simulación de la planta de HDHPLUS® requiere de la predicción de los rendimientos de los reactores utilizando modelos matemáticos propios, de donde se obtienen datos globales de productos, sin embargo, los simuladores de proceso comerciales donde se realiza la simulación de la planta no son compatibles con esta información.


Motivación del proyecto (II)

•La manipulación de la información obtenida de los modelos propietarios de los reactores para hacerla compatible con los simuladores de proceso comerciales es una tarea que consume una cantidad importante de horas labor.

•Esta situación motiva la implementación de los modelos de los reactores como componentes de software para simulación de procesos que sean compatibles con diversos simuladores comerciales y no comerciales, a través de los estándares CAPE OPEN.


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•CAPE OPEN

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•Conclusiones


CAPE OPEN. Una visión general (I)

Es un proyecto fundado en el seno de la Comunidad Europea, siendo sus promotores compañías del área de procesos , universidades y proveedores de aplicaciones CAPE (Computer Aided Process Engineering).

CAPE OPEN es un estándar que define un conjunto de reglas e interfaces libres de uso y sin propiedad para crear componentes de software interoperables con diferentes aplicaciones para simulación de procesos que implementen dicho estándar.


CAPE OPEN. Una visión general (II)

Métodos NuméricosMétodos Numéricos

Operaciones Unitarias

Modelos Termodinámicos

Propiedades Físicas

Reacciones Químicas

PME

ProcessModellingExecutive

PMC

ProcessModellingComponent


CAPE OPEN. Operaciones Unitarias (PMC)

Fuente: COLaN (2001, p. 8)


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•CAPE OPEN

•Objetivos

•Beneficios



•Conclusiones


ObjetivoGarantizar la interoperabilidad del modelo HDHPLUS® con los simuladores de proceso comerciales, a través de la creación de un(os) componente(s) basado(s) en los estándares abiertos CAPE-OPEN.

HDH+Simulador de Procesos compatible con CAPE-OPEN

(Hysys, Aspen Plus, ProII, ProSim, COCO…)


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•Beneficios



•Conclusiones


Beneficios

La disponibilidad de un modelo como componente independiente de la plataforma de simulación:

Simplifica el trabajo técnico en las actividades de ingeniería de procesos que impliquen la utilización de modelos de tecnologías propias.

Facilita la creación de una nueva simulación que incorpore el modelo en una plataforma alternativa.

Facilita el tratamiento de la confidencialidad en escenarios de interacción técnica con terceros ya que transferir el componente no implica develar la tecnología.


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•Conclusiones


Detalles de la implementación

Los modelos fueron previamente documentados en el lenguaje de arquitectura de software Unified Modeling Languaje (UML)

Posteriormente el código fuente fue escrito en lenguaje C#, utilizando Visual C# 2005 Express Edition.

HDHPLUS®


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•CAPE OPEN

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•Beneficios



•Conclusiones


Resultados y discusión (I)

Se obtuvieron dos archivos (.dll) que presentan las siguientes características:

• Pueden ser llamados desde cualquier simulador comercial o no comercial que soporte el estándar CAPE-OPEN, a través de la paleta de operaciones unitarias.

• Las propiedades físicas y termodinámicas necesarias son obtenidas del paquete de propiedades a través de los métodos e interfaces específicas.


Resultados y discusión (II)


Resultados y discusión (III)


Resultados y discusión (IV)


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•Beneficios



•Conclusiones


Conclusiones (I)

• Se describió el proceso de desarrollo de componentes de software para simulación de procesos, utilizando los estándares CAPE OPEN, haciendo énfasis en la construcción de los componentes que modelan la lógica de cálculo en la estimación de los rendimientos de los productos de los reactores de la tecnología HDHPLUS ®.

• Se logró demostrar la correcta interoperabilidad de los componentes desarrollados, tanto con el software de simulación COCO Simulator como con los paquetes termodinámicos utilizados en las diferentes corridas de simulación. Igualmente se logró validar la consistencia y reproducibilidad de los resultados obtenidos en las simulaciones para los rendimientos de los productos de los reactores con los resultados obtenidos teóricamente.


Conclusiones (II)

• Se demostró que el COCO Simulator, además de ser una herramienta clave para la prueba y validación de componentes de simulación basados en los estándares CAPE-OPEN, puede ser utilizado para modelar casos de estudio reales de la industria petrolera que requieran del uso de modelos matemáticos propios, previo desarrollo de las piezas de código necesarias.


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